Teknologi Fermentasi – Teknologi Pangan Universitas Muhammadiyah Semarang (UNIMUS)
FERMENTASI ENZIM
Pendahuluan
• Fermentasi telah lama dikenal manusia dan kini
beberapa diantaranya berkembang ke arah
industri spt roti, minuman beralkohol, yoghurt,
keju, kecap, tempe dsb.
• Dalam fermentasi digunakan mikroorganisme
dengan pengendalian lingkungan.
• Fermentasi dapat berfungsi sebagai pembentuk
cita rasa, memperbaiki tekstur, mengawetkan
produk, meningkatkan kualitas dsb.
• Teknologi fermentasi umumnya sederhana
dengan biaya yang relatif murah.
Pendahuluan
• Dalam perkembangannya, dari sel mikrobia,
hewan atau tumbuhan dapat diekstrak enzim dan
digunakan dalam proses.
• Enzim dipekatkan, dibentuk tepung atau
diamobilisasi shg lebih mudah digunakan
• Teknologi enzim banyak digunakan pada industri
permen, roti, juice, sirup dan keju.
• Tek enzim memungkinkan minimasi kehilangan
nutrisi dan rendahnya konsumsi energi.
Fermentasi
• Faktor-faktor yg perlu diperhatikan: ketersediaan
sumber karbon dan nitrogen, pH, kelembapan,
suhu, tahap pertumbuhan dan ada tidaknya
kompetitor.
• Batch culture
• Fed- Batch culture
• Continuous culture
• Tipe fermentasi: fermentasi substrat padat dan
fermentasi substrat cair.
• Kebutuhan oksigen: fermentasi aerob dan
anaerob.
Tipe-tipe Fermentasi
• Fermentasi asam laktat
• Fermentasi ikan dan daging
• Fermentasi sayuran
• Fermentasi serealia dan kacang-kacangan
• Fermentasi susu
• Fermentasi alkohol
• Fermentasi asam
• Fermentasi antibiotika
Contoh Bioreaktor
Teknologi Enzim
• Hanya 1% enzim yg teridentifikasi telah diproduksi secara
•
•
•
•
•
•
komersial.
Protease merupakan jumlah paling banyak diproduksi
(35%)
Perkembangan bioteknologi memacu produksi enzim
Penggunaan enzim akan mengurangi biaya prosesing,
meningkatkan hasil, memperbaiki kualitas sensoris dsb.
Enzim aktif pada konsentrasi rendah dan mudah
dikendalikan
Beberapa proses enzimatis justru mahal dan enzim harus
dimatikan setelah proses.
Enzim dapat menyebabkan alergi pada beberapa orang
Produksi Enzim dari
Mikroorganisme
• Dikenal enzim intraseluler dan ekstraseluler.
• Mikroorganisme harus tumbuh baik pada substrat yg tidak
mahal.
• Substrat harus tersedia dalam jumlah yg cukup dan
mudah di dapat.
• Metode untuk mendapatkan enzim harus mudah dan tidak
mahal.
• Enzim harus stabil
Produksi Enzim dari
Mikroorganisme
• Enzim dapat diproduksi pada substrat padat:
sekam, kulit buah, tepung kedelai dsb
• Enzim dpt diproduksi pada substrat cair: molase,
limbah, dsb
• Mineral spesifik dapat ditambahkan ke dalam
untuk memaksimalkan produksi enzim.
• Substrat cair lebih mudah ditangani daripada
substrat padat
Produksi Enzim dari
Mikroorganisme
• Keberhasilan produksi enzim scr komersial tergantung
pada aktivitas mikroorganisme, minimasi biaya substrat,
prosedur inkubasi dan pemurnian.
• Enzim ekstraseluler dpt dimurnikan dari substrat dg cara:
sentrifugasi, filtrasi, presipitasi, khromatografi, ultrafiltrasi,
elektroforesis dsb.
Beberapa kelompok Enzim yg penting
• Karbohidrase
• Enzim Pektat
• Selulase dan hemiselulase
• Protease
• Oksidase
• Lipase
• dsb
Karbohidrase
• Menghidrolisis polisakarida atau oligosakarida.
• Tipe yg penting scr komersial:
• -amilase,
• glukoamilase,
• invertase,
• laktase,
• glukosa isomerase.
• Alfa-amilase menghidrolisis ikatan -1,4 menjadi
pati cair atau maltosa
• Produk yg dihasilkan digunakan unt bhn
tambahan dlm soup kering, makanan bayi dan
saus.
Karbohidrase
• Glukoamilase (amiloglukosidase) adl enzim sakarifikasi
shg dihasilkan glukosa.
• Substrat yang umum digunakan adalah pati dari jagung,
gandum, tapioka dan kentang.
Karbohidrase
• Invertase menghidrolisis sukrosa menjadi glukosa
dan fruktosa
• Untuk mencegah kristalisasi molase, ice cream.
• Laktase untuk membantu orang yang tidak
mampu mencerna laktosa (lactose intolerance)
• Glukosa isomerasi digunakan dalam produksi
HFS yg lebih manis dari glukosa
• Produk digunakan secara luas dalam industri
•
•
•
•
permen dan roti,
produksi dekstrosa dari pati jagung,
penjernihan juice buah dan wine,
menghilangkan glukosa dari putih telur dsb
Enzim Pektat
• Mencakup: pektin esterase, poligalakturonase,
pektin liase
• Pektin esterase menghidrolisis gugus metoksil
dari molekul pektin menjadi bentuk pektin dg
metoksil rendah dan asam poligalakturonat
• Poligalaturonase menghidrolisis ikatan -1,4
pada poligalakturomat mjd oligogalaktironan dan
asam galakturonat.
• Enzim pektat dari jamur digunakan untuk
memepercpat filtrasi juice, menghilangkan pektin
dan buah terutama untuk industri jam dan pure
dsb
Pendahuluan
• Fermentasi telah lama dikenal manusia dan kini
beberapa diantaranya berkembang ke arah
industri spt roti, minuman beralkohol, yoghurt,
keju, kecap, tempe dsb.
• Dalam fermentasi digunakan mikroorganisme
dengan pengendalian lingkungan.
• Fermentasi dapat berfungsi sebagai pembentuk
cita rasa, memperbaiki tekstur, mengawetkan
produk, meningkatkan kualitas dsb.
• Teknologi fermentasi umumnya sederhana
dengan biaya yang relatif murah.
Pendahuluan
• Dalam perkembangannya, dari sel mikrobia,
hewan atau tumbuhan dapat diekstrak enzim dan
digunakan dalam proses.
• Enzim dipekatkan, dibentuk tepung atau
diamobilisasi shg lebih mudah digunakan
• Teknologi enzim banyak digunakan pada industri
permen, roti, juice, sirup dan keju.
• Tek enzim memungkinkan minimasi kehilangan
nutrisi dan rendahnya konsumsi energi.
Fermentasi
• Faktor-faktor yg perlu diperhatikan: ketersediaan
sumber karbon dan nitrogen, pH, kelembapan,
suhu, tahap pertumbuhan dan ada tidaknya
kompetitor.
• Batch culture
• Fed- Batch culture
• Continuous culture
• Tipe fermentasi: fermentasi substrat padat dan
fermentasi substrat cair.
• Kebutuhan oksigen: fermentasi aerob dan
anaerob.
Tipe-tipe Fermentasi
• Fermentasi asam laktat
• Fermentasi ikan dan daging
• Fermentasi sayuran
• Fermentasi serealia dan kacang-kacangan
• Fermentasi susu
• Fermentasi alkohol
• Fermentasi asam
• Fermentasi antibiotika
Contoh Bioreaktor
Teknologi Enzim
• Hanya 1% enzim yg teridentifikasi telah diproduksi secara
•
•
•
•
•
•
komersial.
Protease merupakan jumlah paling banyak diproduksi
(35%)
Perkembangan bioteknologi memacu produksi enzim
Penggunaan enzim akan mengurangi biaya prosesing,
meningkatkan hasil, memperbaiki kualitas sensoris dsb.
Enzim aktif pada konsentrasi rendah dan mudah
dikendalikan
Beberapa proses enzimatis justru mahal dan enzim harus
dimatikan setelah proses.
Enzim dapat menyebabkan alergi pada beberapa orang
Produksi Enzim dari
Mikroorganisme
• Dikenal enzim intraseluler dan ekstraseluler.
• Mikroorganisme harus tumbuh baik pada substrat yg tidak
mahal.
• Substrat harus tersedia dalam jumlah yg cukup dan
mudah di dapat.
• Metode untuk mendapatkan enzim harus mudah dan tidak
mahal.
• Enzim harus stabil
Produksi Enzim dari
Mikroorganisme
• Enzim dapat diproduksi pada substrat padat:
sekam, kulit buah, tepung kedelai dsb
• Enzim dpt diproduksi pada substrat cair: molase,
limbah, dsb
• Mineral spesifik dapat ditambahkan ke dalam
untuk memaksimalkan produksi enzim.
• Substrat cair lebih mudah ditangani daripada
substrat padat
Produksi Enzim dari
Mikroorganisme
• Keberhasilan produksi enzim scr komersial tergantung
pada aktivitas mikroorganisme, minimasi biaya substrat,
prosedur inkubasi dan pemurnian.
• Enzim ekstraseluler dpt dimurnikan dari substrat dg cara:
sentrifugasi, filtrasi, presipitasi, khromatografi, ultrafiltrasi,
elektroforesis dsb.
Beberapa kelompok Enzim yg penting
• Karbohidrase
• Enzim Pektat
• Selulase dan hemiselulase
• Protease
• Oksidase
• Lipase
• dsb
Karbohidrase
• Menghidrolisis polisakarida atau oligosakarida.
• Tipe yg penting scr komersial:
• -amilase,
• glukoamilase,
• invertase,
• laktase,
• glukosa isomerase.
• Alfa-amilase menghidrolisis ikatan -1,4 menjadi
pati cair atau maltosa
• Produk yg dihasilkan digunakan unt bhn
tambahan dlm soup kering, makanan bayi dan
saus.
Karbohidrase
• Glukoamilase (amiloglukosidase) adl enzim sakarifikasi
shg dihasilkan glukosa.
• Substrat yang umum digunakan adalah pati dari jagung,
gandum, tapioka dan kentang.
Karbohidrase
• Invertase menghidrolisis sukrosa menjadi glukosa
dan fruktosa
• Untuk mencegah kristalisasi molase, ice cream.
• Laktase untuk membantu orang yang tidak
mampu mencerna laktosa (lactose intolerance)
• Glukosa isomerasi digunakan dalam produksi
HFS yg lebih manis dari glukosa
• Produk digunakan secara luas dalam industri
•
•
•
•
permen dan roti,
produksi dekstrosa dari pati jagung,
penjernihan juice buah dan wine,
menghilangkan glukosa dari putih telur dsb
Enzim Pektat
• Mencakup: pektin esterase, poligalakturonase,
pektin liase
• Pektin esterase menghidrolisis gugus metoksil
dari molekul pektin menjadi bentuk pektin dg
metoksil rendah dan asam poligalakturonat
• Poligalaturonase menghidrolisis ikatan -1,4
pada poligalakturomat mjd oligogalaktironan dan
asam galakturonat.
• Enzim pektat dari jamur digunakan untuk
memepercpat filtrasi juice, menghilangkan pektin
dan buah terutama untuk industri jam dan pure
dsb